專利名稱：一種復(fù)合材料模具及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于模具加工制造領(lǐng)域，具體涉及一種復(fù)合材料模具及其制造方法。
背景技術(shù)：
在模具加工制造領(lǐng)域中，廣泛采用的是通過復(fù)合材料模具加工的方法來成型碳纖 維產(chǎn)品，復(fù)合材料模具的模具多采用鑄鐵模具和玻璃鋼型面模具的兩種，鑄鐵模具是將一 整塊型面拆分為多個(gè)部分分別進(jìn)行制作，而后將其拼合進(jìn)行手工焊接成整體，或采用鑄造 方式直接鑄出整體，再將其型面進(jìn)行數(shù)控加工處理，而玻璃鋼型面的模具則是其型面上覆 蓋有常溫固化后的玻璃鋼，其背面采用方管焊接加強(qiáng)以構(gòu)成模具，這些復(fù)合材料模具存在 的問題是鑄鐵模具由于采用手工拼合焊接或整體鑄造，進(jìn)行型面處理后表面質(zhì)量仍然較 差，只能生產(chǎn)對(duì)精度要求不高的產(chǎn)品，而且存在模具重量重，散熱慢的缺點(diǎn)，而型面精度較 高的玻璃鋼模具其在生產(chǎn)過程中模具加熱溫度需控制在80攝氏度以內(nèi)，否則溫度過高后， 整個(gè)玻璃鋼型面易受熱產(chǎn)生變形，進(jìn)而影響產(chǎn)品的成型質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的首要目的是提供一種加工精度高且避免型面高溫變形的輕質(zhì)復(fù)合材料 模具。為實(shí)現(xiàn)上述性能的復(fù)合材料模具的目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案一種復(fù)合 材料模具，包括由多層鋁蜂窩板層疊黏合組成的鋁蜂窩坯塊，鋁蜂窩坯塊在其層壓方向上 的一個(gè)面上固設(shè)有一個(gè)底座，鋁蜂窩坯塊的另一個(gè)面上形成模壓面，模壓面上敷設(shè)有由樹 脂層高溫固化后加工形成的型面。本發(fā)明的復(fù)合材料模具的主要優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明的復(fù)合材料模具可以實(shí)現(xiàn)在高 溫下生產(chǎn)產(chǎn)品的高精度要求，由于高溫固化后的樹脂其熱收縮率低于鑄鐵模，其產(chǎn)品的精 度可以做的更高。而作為模具基體的多層鋁蜂窩板結(jié)構(gòu)使本發(fā)明的模具重量輕，強(qiáng)度高，成 本也較低。本發(fā)明的再一個(gè)目的就是提供一種生產(chǎn)上述模具的制造方法，上述模具制造方法 包括以下步驟
提供一塊底座，在底座上層壓多層鋁蜂窩板構(gòu)成的鋁蜂窩坯塊，各鋁蜂窩板間及底座 與鋁蜂窩板間均通過黏合材料互相黏合；
將鋪好的鋁蜂窩坯塊最上層放上壓重塊后放入加熱爐整體固化； 在所述的鋁蜂窩坯塊相對(duì)底座的層壓方向另一個(gè)面加工形成模壓面； 在鋁蜂窩坯塊的模壓面上敷設(shè)樹脂層；
將敷設(shè)好樹脂層的鋁蜂窩坯塊放入加熱爐進(jìn)行樹脂層固化并在其固化后加工樹脂層 形成型面。本發(fā)明的復(fù)合材料模具的制造方法的有益效果在于通過本發(fā)明的模具制造方 法，可以簡便而高效的制造出上述的復(fù)合材料模具。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是鋁蜂窩坯塊的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是底座的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
一種復(fù)合材料模具，包括由多層鋁蜂窩板層疊黏合組成的鋁蜂窩坯塊10，鋁蜂窩 坯塊10在其層壓方向上的一個(gè)面上固設(shè)有一個(gè)底座30，所述鋁蜂窩坯塊10在其層壓的另 一個(gè)面上形成模壓面，所述模壓面上敷設(shè)有由樹脂層20高溫固化后加工形成的型面。進(jìn)一步的，作為鋁蜂窩坯塊的平面支撐機(jī)構(gòu)，為使底座30更穩(wěn)固，底座30包括鋁 板31，所述鋁板31固設(shè)在框架32上，如圖3，圖3也就是圖1的仰視圖所示出的底座30的 結(jié)構(gòu)。所述鋁板31為14mm厚鋁板在平面上校平而得，所述框架32則為多個(gè)鋁管相互固接 架構(gòu)而成，鋁管可選用多種，只要不影響底座30整體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性即可。框架32與鋁板 31間可用發(fā)泡膠黏結(jié)或螺栓固接等方式。為避免型面在加工產(chǎn)品時(shí)由于過薄而產(chǎn)生變形或裂紋等缺陷，樹脂層20位于模 壓面以上部分其構(gòu)成的型面厚度為20mm以上。為更簡便而高效的制造出上述復(fù)合材料模具，本發(fā)明提供了一種上述復(fù)合材料模 具的制造方法，它包括以下步驟
提供底座30，在底座30上層壓多層鋁蜂窩板構(gòu)成的鋁蜂窩坯塊10，各鋁蜂窩板間及底 座30與鋁蜂窩板間均通過黏合材料40互相黏合；
將鋪好的鋁蜂窩坯塊10最上層放上壓重塊，使得每一層的鋁蜂窩板和黏合材料40均 緊密貼合，而后放入加熱爐內(nèi)整體固化，加熱爐內(nèi)溫場要均勻；
在所述的鋁蜂窩坯塊10相對(duì)底座30的層壓方向另一個(gè)面形成模壓面，即為初步的鋁 蜂窩型面；
在清潔模壓面后，在其表面上敷設(shè)樹脂層20，用手輕輕按壓樹脂塊，使樹脂塊稍稍嵌入 鋁蜂窩中(嵌入深度約5mm)，每塊樹脂塊間不能有間隙，孔眼，以防止模具表面漏氣；
將敷設(shè)好樹脂層20的鋁蜂窩坯塊10放入加熱爐內(nèi)(爐內(nèi)溫場均勻)進(jìn)行樹脂層固化并 在其固化后加工樹脂層20形成型面，即為最終的高溫固化樹脂型面。進(jìn)一步的，為保證樹脂層20本身的高溫固化性以及為避免后期生產(chǎn)時(shí)型面在高 溫下產(chǎn)生形變，選用的樹脂層20材料為高溫固化樹脂，其固化后硬度為250HBS以上，以滿 足加工要求，本發(fā)明優(yōu)選方案為選用RP4040樹脂。更進(jìn)一步的，為保證各蜂窩板間以及蜂窩板和底座30間在高溫下的黏合穩(wěn)固，選 用的黏合材料40為高溫固化膠膜，本發(fā)明優(yōu)選方案為選用SY-14C膠膜。將模具放入加熱爐后，加熱爐內(nèi)溫度逐漸升高至200攝氏度后持續(xù)1小時(shí)再降低 至室溫冷卻，其升溫曲線呈階梯狀。為滿足本發(fā)明的模具型面的高精度要求，模壓面及樹脂層20所構(gòu)成的型面均為 數(shù)控機(jī)床加工而成，即鋁蜂窩坯塊10上初步的鋁蜂窩型面以及后期的高溫固化樹脂型面 均通過數(shù)控機(jī)床加工而成。
進(jìn)一步的，為滿足上述的20mm型面厚度以及在后續(xù)數(shù)控機(jī)床加工加工時(shí)能留有 相應(yīng)的加工余量，鋪設(shè)的樹脂層20位于模壓面以上部分其厚度為25mm以上。由于高溫 固化樹脂其熱收縮率低于鑄鐵模，在使用本發(fā)明的復(fù)合材料模具時(shí)，其 產(chǎn)品的精度可以做的更高，而其耐熱性能又高于常溫固化樹脂，可實(shí)現(xiàn)在高溫下生產(chǎn)產(chǎn)品 時(shí)的高精度要求。作為模具基體的多層鋁蜂窩板結(jié)構(gòu)使本發(fā)明的模具更具有重量輕，強(qiáng)度 高，成本低的優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
一種復(fù)合材料模具，其特征在于所述的復(fù)合材料模具包括由多層鋁蜂窩板層疊黏合組成的鋁蜂窩坯塊(10)，所述的鋁蜂窩坯塊(10)在其層壓方向上的一個(gè)面上固設(shè)有一個(gè)底座(30)，所述的鋁蜂窩坯塊(10)在其層壓的另一個(gè)面上形成模壓面，所述模壓面上敷設(shè)有由樹脂層(20)高溫固化后加工形成的型面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料模具，其特征在于所述的底座(30)包括鋁板 (31)，所述的鋁板(31)固設(shè)在框架(32 )上，鋁蜂窩坯塊(10 )固設(shè)在鋁板(31)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料模具，其特征在于所述的樹脂層(20)位于模壓面 以上部分其構(gòu)成的型面厚度為20mm以上。
4.一種如權(quán)利要求1所述復(fù)合材料模具的制造方法，其特征在于，它包括以下步驟提供一塊底座(30)，在底座(30)上層壓多層鋁蜂窩板構(gòu)成的鋁蜂窩坯塊(10)，各鋁蜂窩板間及底座(30)與鋁蜂窩板間均通過黏合材料(40)互相黏合；將鋪好的鋁蜂窩坯塊(10)最上層放上壓重塊后放入加熱爐整體固化；在所述的鋁蜂窩坯塊(10)相對(duì)底座(30)的層壓方向另一個(gè)面加工形成模壓面；在鋁蜂窩坯塊(10)的模壓面上敷設(shè)樹脂層(20)；將敷設(shè)好樹脂層(20)的鋁蜂窩坯塊(10)放入加熱爐進(jìn)行樹脂層固化并在其固化后加 工樹脂層(20)形成型面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的模具制造方法，其特征在于所述的樹脂層(20)材料為高溫 固化樹脂。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的模具制造方法，其特征在于所述的黏合材料(40)為高溫固 化膠膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的模具制造方法，其特征在于所述的模具放入加熱爐后，加熱 爐內(nèi)溫度逐漸升高至200攝氏度后持續(xù)1小時(shí)再按照降低至室溫冷卻，其升溫曲線呈階梯 狀。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的模具制造方法，其特征在于所述的模壓面及樹脂層(20)所 構(gòu)成的型面均為數(shù)控機(jī)床加工而成。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的模具制造方法，其特征在于所述的鋪設(shè)的樹脂層(20)位于 模壓面以上部分其厚度為25mm以上。
全文摘要
本發(fā)明屬于模具加工制造領(lǐng)域，具體涉及一種復(fù)合材料模具及其制造方法。本發(fā)明的復(fù)合材料模具包括設(shè)置在底座上的由多層鋁蜂窩板層疊黏合組成的坯塊，在坯塊的模具面層上敷設(shè)有由樹脂層高溫固化后加工形成的型面。本發(fā)明的復(fù)合材料模具加工精度高且可避免型面高溫變形。其模具的制造方法包括以下步驟在底座上層壓多層鋁蜂窩板構(gòu)成鋁蜂窩坯塊，各鋁蜂窩板間及底座與鋁蜂窩板間均通過黏合材料互相黏合再壓重后進(jìn)行整體固化,接著將固化的鋁蜂窩坯塊其層壓最上面加工形成模壓面，最后在模壓面上敷設(shè)樹脂層并在其高溫固化后加工樹脂層形成型面。本發(fā)明提供的模具制造方法可簡便而高效的制造出上述復(fù)合材料模具。
文檔編號(hào)B29C33/38GK101961893SQ20101051077
公開日2011年2月2日 申請(qǐng)日期2010年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月19日
發(fā)明者劉超, 張訓(xùn)祥, 楊俊成 申請(qǐng)人:安徽金誠汽車科技有限公司